EP0256341B1 - Anordnung zur Schnellerkennung von Kurzschlüssen - Google Patents

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EP0256341B1
EP0256341B1 EP87110638A EP87110638A EP0256341B1 EP 0256341 B1 EP0256341 B1 EP 0256341B1 EP 87110638 A EP87110638 A EP 87110638A EP 87110638 A EP87110638 A EP 87110638A EP 0256341 B1 EP0256341 B1 EP 0256341B1
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EP
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arrangement
current
voltage
arrangement according
values
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EP87110638A
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Gerhard Prof. Dr. Trenkler
Reinhard Dr. Maier
Thomas Dipl.-Ing. Nippert
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/088—Aspects of digital computing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/40—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to ratio of voltage and current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/42—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to product of voltage and current

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for detecting faults and for generating an electrical trigger command with an electronic measuring and processing arrangement for current values, which emits the trigger command in a digital comparison circuit with predeterminable limit values, the measuring arrangement both the temporal profiles of the current as well as the voltage of the network.
  • US-A-39 84 737 deals with the detection of changes in the network state by comparing the powers of the network fundamental at two different times. The comparison with a predetermined value produces an output signal that can be evaluated to protect the network system.
  • the present invention has for its object to provide an arrangement of the type mentioned, in which the type of consumer in the operating state and their behavior can be determined while avoiding the above-mentioned shortcomings. This is easily achieved by that an arrangement is provided for the rapid detection of short circuits, which converts the temporal courses of current and voltage into the associated frequency range and that an arrangement for filtering the measured current and the voltage is present before the following investigations, so that the complex impedances (20 ) and services (21) outside the network frequency shares are determined.
  • An arrangement for influencing a switching device as a function of network status data by an impedance measuring device with a processing stage which blocks the switching on of the switching device as a function of predetermined impedance values is known per se (DE-OS 33 47 209).
  • the impedance measurement made here does not give any direct information about the implemented performance.
  • an arrangement which converts the current and the voltage into digital numerical sequences after filtering and which carries out the following tests with digitally operating, electrical function blocks.
  • an arrangement which breaks down the digital number sequences into a chronological sequence of segments.
  • an arrangement which breaks down the number sequences into a chronological sequence of segments with the same number of measured values in each case.
  • the processing of the measured values becomes easier if an arrangement is provided by means of which scaling is carried out which is proportional to the measured values of the current and the voltage. If the cross-correlation function of the measured voltage and the current is formed in an arrangement, a measure of the similarity of the signals of the current and the voltage follows from this. If an arrangement is provided which uses the maximum of the cross-relation function and its temporal position to classify the system state, the temporal positions indicate quantifiable parameters for the system state, while the cross-relation function represents a general measure of this. A simple method for converting signals over time into the frequency range is obtained if an arrangement is provided which forms the Fourier transforms of the measured voltage and the current.
  • the conjugate complex product of the Fourier transform of voltage and current is a measure of the complex power implemented in the system.
  • the determination of the amount and the phase of individual frequency ranges of the product can be used to classify the system status.
  • the amount and the phase form a quantifiable quantity for the performance implemented in the system with regard to the value and the phase position of individual lines.
  • an arrangement which, depending on the higher-frequency interference voltages and currents of the system part superimposed on the network, sets the default values Automatically updates parameters and limit values during operation.
  • a simple adaptation to changing network states for example by switching on additional consumers, can be brought about if an arrangement is provided which automatically adjusts the preset parameters and limit values depending on changes in the network state.
  • there are several digital function blocks for parallel analysis of the measured currents and voltages The evaluation time is further shortened if the individual segments overlap in time and are simultaneously examined in parallel.
  • a simple early detection of short circuits can be achieved if an arrangement is provided which evaluates the chronological sequence of the parameters characterizing the individual segments. Here, for example, an extrapolation due to changing differences is considered.
  • the low-voltage distribution shown in FIG. 1 is connected to the network 1 via the circuit breaker 2.
  • consumers 3, 4 and 5 are indicated.
  • the current i after the circuit breaker 1 is detected via a current transformer 6 and the voltage u of the system part via a voltage transformer 7.
  • Arrangements 8 and 9 ensure that the levels are adapted to the modulation ranges of the subsequent analog-digital converters 10, 11.
  • Pre-filters are also provided in arrangements 8, 9, which are intended to prevent the passage of network-frequency components in the transmitted voltages and currents.
  • the analog-to-digital converters 10, 11 are connected to a signal processing circuit 12, which in turn acts on a tripping unit 13 which is connected to the circuit breaker 2.
  • the circuit breaker 2 can also be an electronic switch, for example a thyristor.
  • the corresponding default setting for the signal processing circuit 12 is indicated by an arrow 14.
  • one or more memories or permanently programmed components are used to identify and classify the system states behind the converters 6, 7 on the basis of suitably selected parameters, after a comparison with the preset or also adaptively tracked parameters after an evaluation for short-circuit and a command to trip the circuit breaker is generated.
  • FIG. 2 A possible mode of operation of the signal processing 12 is shown in FIG. 2, which requires only little 'a priori' knowledge of the system.
  • the digitized current and voltage values i (nT), u (nT) are split into time segments of length Tseg (approx. 30 us to 100 us), the number of values contained in a segment being an integer multiple of two.
  • the arithmetic mean Ism or Usm is formed from the value sequences within the individual segments, the value sequences are standardized by forming (i (nT) -Ism) or (u (nT) -Usm) and with which the signal processing chain that has been run through so far is standardized resulting transmission factor scaled.
  • the segmentation, standardization and scaling for current and voltage are indicated by boxes 15 and 16. Further details on segmentation, standardization and scaling can be found in the book Brigham, Verlag Oldenburg, 2nd edition, page 247 ff.
  • the segmented, standardized and scaled value sequences is (nT) and us (nT) are cross-correlated and the maximum and its position are determined. If the resulting value for the amount of Rsmax is less than a predetermined threshold, an event influencing voltage and current at the same time can largely be ruled out after the converters, in particular if the position of the maximum is at a large time interval from the zero point of the cross-correlation function.
  • the cross correlation is indicated in FIG. 2 by box 17 and is described in more detail in the book Brigham, Verlag Oldenburg, 2nd edition, page 84 ff.
  • the value sequences is (nT) and us (nT) are subjected to a Fast Fourier Transformation (FFT), so that the complex amplitude spectra Is (mf) and Us (mf) are available for the individual time segments. Further details of the FFT can be found in the book Brigham, Verlag Oldenburg, 2nd edition, page 181 ff.
  • FFT Fast Fourier Transformation
  • the conjugate complex product of the two value sequences results in the complex power spectrum P (mf), which is an image of the power turnover of the system part after the converters.
  • P max is an image of the power turnover of the system part after the converters.
  • the impedance spectrum determination can be found in the publication Unbehauen, Springer Verlag, 2nd edition, page 239 ff.
  • the calculated values for I sm, U sm, R smax, P max, Z (Pmax) are combined and classified into an identification vector.
  • the evaluation by comparison with system-specific values from the default setting leads to the trip command for the circuit breaker or the blocking command for a thyristor. Further improvements in the mode of operation of the arrangement can be obtained by continuously adapting the preset comparison values to normal changes in the system state and by evaluating the chronological sequence of the vectors characterizing the individual segments with typified courses.
  • the actual evaluation circuit is designated 22.
  • a quick processing of the above Algorithms for signal processing and evaluation can be achieved by processing the individual function blocks in parallel with the aid of a multiple arrangement of processors compared to serial processing with only one processor.
  • a further acceleration of the processing is made possible by overlapping segmentation if an increased effort is accepted; for example with fourfold overlap, the computing time can be reduced to a quarter.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erkennung von Fehlern und zur Erzeugung eines elektrischen Auslösebefehls mit einer elektronischen Meß- und Verarbeitungsanordnung für Stromwerte, die in einer Digital-Vergleichsschaltung mit vorbestimmbaren Grenzwerten verglichen den Auslösebefehl abgibt, wobei die Meßanordnung sowohl die zeitlichen Verläufe des Stromes als auch der Spannung des Netzes mißt.
  • Eine Anordnung der obengenannten Art ist aus der US-A-4 300 182 bekannt. Hier handelt es sich um ein Tarifierungssystem mit integrierter Schutzfunktion mit einer Verarbeitung im Zeitbereich.
  • Bei einer weiterhin bekannten Anordnung (DE-OS 26 09 654) wird lediglich der Strom erfaßt, so daß keine Aussagen über umgesetzte Leistung, Leistungsfaktor und sonstige Kenngrößen gemacht werden können, und auch von außen herangeführte Störungen können nicht ohne weiteres erfaßt werden.
  • Die US-A-39 84 737 behandelt eine Erkennung von Netzzustandsänderungen über den Vergleich der Leistungen der Netzgrundschwingung zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten. Der Vergleich mit einem vorbestimmten Wert erzeugt hier ein Ausgangssignal, das zum Schutz des Netzsystems ausgewertet werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der obengenannten Art zu schaffen, bei der unter Vermeidung der obengenannten Unzulänglichkeiten auch die Art der Verbraucher im Betriebszustand und deren Verhalten feststellbar ist. Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß zur schnellen Erkennung von Kurzschlüssen eine Anordnung vorgesehen ist, die die zeitlichen Verläufe von Strom und Spannung in den zugehörigen Frequenzbereich überführt und daß eine Anordnung zur Filterung des gemessenen Stromes und der Spannung vor den folgenden Untersuchungen vorhanden ist, so daß die komplexen Impedanzen (20) und Leistungen (21) außerhalb der netzfrequenten Anteile ermittelt werden.
  • Es ist an sich eine Anordnung zur Beeinflussung eines Schaltgerätes in Abhängigkeit von Netzzustandsdaten durch eine Impedanzmeßeinrichtung mit einer Verarbeitungsstufe, die in Abhängigkeit von vorgegebenen Impedanzwerten die Einschaltung des Schaltgerätes blockiert, bekannt (DE-OS 33 47 209). Die hier vorgenommene Impedanzmessung gibt keine direkten Angaben über die umgesetzten Leistungen. Um zu erreichen, daß durch den allgemeinen Verlauf der Impedanz über der Frequenz die für die Impedanz kennzeichnenden Werte extrahiert werden und hinsichtlich ihrer Größe in Klassen eingeteilt werden können, ist es vorteilhaft, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, die eine Identifikationsrechnung durchführt und eine Klassifizierung der elektrischen Parameter des Anlagenteils ausführt. Um eine zuverlässige, preiswerte Anordnung der obengenannten Art zu schaffen ist es von Vorteil, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, die den Strom und die Spannung nach einer Filterung in digitale Zahlenfolgen umsetzt und die die folgenden Untersuchungen mit digital arbeitenden, elektrischen Funktionsbausteinen ausführt. Um eine verkürzte Auswertzeit zu erhalten ist es von Vorteil, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, die die digitalen Zahlenfolgen in eine zeitliche Folge von Segmenten zerlegt. Um die zu den Segmenten gehörigen, einzelnen charakteristischen Parameter miteinander vergleichen zu können ist es von Vorteil, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, die die Zahlenfolgen in eine zeitliche Abfolge von Segmenten mit einer jeweils gleichen Anzahl von Meßwerten zerlegt. Um eine Zuverlässigkeitsangabe der vorgeschalteten Meßwertverarbeitung zu erhalten ist es von Vorteil, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, die für das jeweilige Segment eine Normierung auf verschwindenden arithmetischen Mittelwert ausführt. Die Verarbeitung der Meßwerte wird einfacher, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, durch die eine den Meßwerten des Stromes und der Spannung proportionale Skalierung durchgeführt wird. Wird in einer Anordnung die Kreuzkorrelationsfunktion der gemessenen Spannung und des Stromes gebildet, so folgt hieraus ein Maß für die Ähnlichkeit der Signale des Stromes und der Spannung. Wird eine Anordnung vorgesehen, die das Maximum der Kreuzrelationsfunktion sowie dessen zeitliche Lage zur Klassifikation des Anlagenzustandes benutzt, so geben die zeitlichen Lagen quantifizierbare Parameter für den Anlagenzustand an, während die Kreuzrelationsfunktion ein allgemeines Maß hierfür darstellt. Eine einfache Methode, zeitliche Verläufe von Signalen in den Frequenzbereich umzusetzen, ergibt sich, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, die die Fouriertransformierten der gemessenen Spannung und des Stromes bildet. Das konjugiert komplexe Produkt der Fouriertransformierten der Spannung und des Stromes ist ein Maß für die in der Anlage umgesetzte komplexe Leistung. Die Ermittlung des Betrages und der Phase einzelner Frequenzbereiche des Produktes können zur Klassifikation des Anlagenzustandes benutzt werden. Der Betrag und die Phase bilden eine quantifizierbare Größe für die in der Anlage umgesetzte Leistung hinsichtlich des Wertes und der Phasenlage einzelner Linien. Zur Klassifikation des Anlagenzustandes ist es weiterhin von Vorteil, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, in der der komplexe Quotient der Fouriertransformierten der Spannung und des Stromes für die zueinandergehörigen Frequenzbereiche sowie der Betrag und die Phase einzelner Frequenzbereiche des Quotienten gebildet werden. Um Fehlabschaltungen durch äußere Störungen zu vermeiden ist es von Vorteil, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, die abhängig von dem Netz überlagerten höherfrequenten Störspannungen und -ströme des Anlagenteiles die voreingestellten Parameter und Grenzwerte betriebsmäßig selbsttätig nachführt. Eine einfache Anpassung an sich ändernde Netzzustände, beispielsweise durch Einschaltung von weiteren Verbrauchern, kann herbeigeführt werden, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, die abhängig von Netzzustandsänderungen die voreingestellten Parameter und Grenzwerte selbsttätig nachführt. Um die Auswertezeit möglichst kurz zu halten ist es von Vorteil, wenn mehrere digitale Funktionsbausteine zur parallelen Untersuchung der gemessenen Ströme und Spannungen vorhanden sind. Eine weitere Verkürzung der Auswertezeit ergibt sich, wenn die einzelnen Segmente sich zeitlich überlappen und gleichzeitig parallel untersucht werden. Eine einfache Kurzschlußfrüherkennung läßt sich erzielen, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, die die zeitliche Abfolge der die einzelnen Segmente charakterisierenden Parameter auswertet. Hier ist beispielsweise an eine Hochrechnung aufgrund sich ändernder Differenzen gedacht.
  • Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch einen durch einen Leistungsschalter geschützten Anlageteil mit n Abgängen und
    Fig. 2
    ein Signalverarbeitungsschema gemäß der Erfindung.
  • Die in der Fig. 1 dargestellte Niederspannungsverteilung ist an das Netz 1 über den Leistungsschalter 2 angeschaltet. Im Ausführungsbeispiel sind Verbraucher 3, 4 und 5 angedeutet. Der Strom i nach dem Leistungsschalter 1 wird über einen Stromwandler 6 und die Spannung u des Anlagenteiles über einen Spannungswandler 7 erfaßt. Die an die Sekundärseiten der Strom- bzw. Spannungswandler angeschlossenen Anordnungen 8 und 9 sorgen für die Anpassung der Pegel an die Aussteuerbereiche der nachfolgenden Analog-Digital-Umsetzer 10, 11. In den Anordnungen 8, 9 sind weiterhin Vorfilter vorgesehen, die einen Durchgang netzfrequenter Anteile in den übertragenen Spannungen und Strömen vermeiden sollen. Die Analog-Digital-Umsetzer 10, 11 stehen mit einer Signalverarbeitungsschaltung 12 in Verbindung, die ihrerseits auf einer Auslöseeinheit 13, die mit dem Leistungsschalter 2 in Verbindung steht, einwirkt. Der Leistungsschalter 2 kann auch ein elektronischer Schalter, beispielsweise ein Thyristor, sein. Die entsprechende Voreinstellung für die Signalverarbeitungsschaltung 12 ist durch einen Pfeil 14 angedeutet. In der Signalverarbeitungsschaltung 12 wird mittels einer oder mehrerer Speicher oder festprogrammierter Bauelemente eine Identifikation und Klassifizierung der hinter den Wandlern 6, 7 vorhandenen Anlagenzustände anhand von geeignet gewählten Parametern ausgeführt, wobei nach einem Vergleich mit den voreingestellten oder auch adaptiv nachgeführten Parametern nach Bewertung auf Kurzschluß erkannt und ein Befehl zum Auslösen des Leistungsschalters erzeugt wird.
  • Eine mögliche Wirkungsweise der Signalverarbeitung 12 ist in Fig. 2 dargestellt, die nur geringe 'a priori'-Kenntnisse über die Anlage voraussetzt. Im ersten Schritt werden die digitalisierten Strom- und Spannungswerte i(nT), u(nT) in Zeitsegmente der Länge Tseg (etwa 30 us bis 100 us) gespalten, wobei die Anzahl der in einem Segment enthaltenen Werte ein ganzzahliges Vielfaches von zwei ist. Von den Wertefolgen innerhalb der einzelnen Segmente wird der arithmetische Mittelwert Ism bzw. Usm gebildet, die Wertefolgen durch Bildung von (i(nT)-Ism) bzw. (u(nT)-Usm) normiert und mit dem sich aus der bisher durchlaufenen Signalverarbeitungskette ergebenden Übertragungsfaktor skaliert.
  • Die Segmentierung, Normierung und Skalierung für Strom und Spannung sind durch die Kästen 15 und 16 angedeutet. Nähere Einzelheiten über die Segmentierung, Normierung und Skalierung sind dem Buch Brigham, Verlag Oldenburg, 2. Auflage, Seite 247 ff, zu entnehmen. Die segmentierten, normierten und skalierten Wertefolgen is(nT) bzw. us(nT) werden kreuzkorreliert und das Maximum und dessen Lage werden bestimmt. Ist der sich ergebende Wert für den Betrag von Rsmax kleiner als eine vorgegebene Schwelle, so kann ein Spannung und Strom gleichzeitig beeinflussendes Ereignis nach den Wandlern weitgehend ausgeschlossen werden, insbesondere, wenn die Lage des Maximums einen großen zeitlichen Abstand vom Nullpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion hat. Die Kreuzkorrelation ist in Fig. 2 durch den Kasten 17 angedeutet und näher in dem Buch Brigham, Verlag Oldenburg, 2. Auflage, Seite 84 ff, beschrieben.
  • In einem weiteren Schritt werden die Wertefolgen is(nT) und us(nT) einer Fastfouriertransformation (FFT) unterworfen, so daß für die einzelnen Zeitsegmente die komplexen Amplitudenspektren Is(mf) und Us(mf) vorliegen. Nähere Einzelheiten der FFT sind dem Buch Brigham, Verlag Oldenburg, 2. Auflage, Seite 181 ff, zu entnehmen. Das konjugiert komplexe Produkt der beiden Wertefolgen ergibt das komplexe Leistungsspektrom P(mf), welches ein Abbild des Leistungsumsatzes des Anlagenteils nach den Wandlern ist. Nach Bestimmung der leistungsgrößten Linie oder auch des leistungshöchsten Frequenzbandes Pmax für die einzelnen Zeitsegmente kann durch Vergleich mit anlagespezifischen Werten auf Abweichungen nach Betrag und Phase vom normalen Anlagezustand geschlossen werden. Die Fastfouriertransformationsstufen für Strom und Spannung sind mit 18, 19 bezeichnet.
  • Ein Maß der Impedanz Z des auf die Wandler folgenden Anlagenteils während der aufeinanderfolgenden Zeitsegmente wird durch Bildung des Quotienten aus Us(mf) durch Is(mf) erhalten, siehe Bezugszahl 20, wobei man zweckmäßig den Bereich wählt, indem Pmax gefunden worden ist. Die Impedanzspektrumermittlung ist der Druckschrift Unbehauen, Verlag Springer, 2. Auflage, Seite 239 ff, zu entnehmen. Durch Vergleich der aus den Strom- und Spannungsverläufen berechneten Werte nach Betrag und Phase mit der spezifizierten Impedanz des Anlagenteils nach den Wandlern ist eine Unterscheidung von induktiv und kapazitiv wirkenden Verbrauchern, deren Zu- und Abschalten und einem ohmsch wirkenden Kurzschluß möglich. Da höherfrequente Spannungen und Ströme als Störungen der Netzspannung zu jedem Zeitpunkt überlagert sind, ist für die Bestimmung der Impedanz ein durch den Kurzschluß bewirkter transienter Strom- und Spannungsverlauf nicht zwingend erforderlich. Die das Leistungsspektrumsmaximum darstellende Stufe ist mit 21 bezeichnet. Die Ermittlungsmöglichkeiten des Leistungsspektrums sind der Veröffentlichung Stearns "Digitalsignal processing", Verlag Oldenburg, 1. Auflage, Seite 316 ff. zu entnehmen.
  • Die berechneten Werte für Ism, Usm, Rsmax, Pmax, Z(Pmax) werden zu einem Identifikationsvektor zusammengefaßt und klassifiziert. Die Bewertung durch Vergleich mit anlagespezifischen Werten aus der Voreinstellung führt zum Auslösebefehl für den Leistungsschalter oder zum Sperrbefehl für einen Thyristor. Weitere Verbesserungen der Arbeitsweise der Anordnung erhält man durch fortlaufende Anpassung der voreingestellten Vergleichswerte an normale Veränderungen des Anlagenzustandes und durch Bewertung der zeitlichen Abfolge der die einzelnen Segmente charakterisierenden Vektoren mit typisierten Verläufen. Die eigentliche Bewertungsschaltung ist mit 22 bezeichnet.
  • Eine schnelle Abarbeitung der o.a. Algorithmen der Signalverarbeitung und Bewertung erreicht man durch parallel laufende Bearbeitung der einzelnen Funktionsblöcke mit Hilfe einer Mehrfachanordnung von Prozessoren gegenüber der seriellen Bearbeitung mit nur einem Prozessor. Eine weitere Beschleunigung der Bearbeitung wird durch überlappende Segmentierung möglich, wenn ein erhöhter Aufwand in Kauf genommen wird; so kann z.B. bei vierfacher Überlappung die Rechenzeit auf ein Viertel verkürzt werden.

Claims (18)

  1. Anordnung zur Erkennung von Fehlern und zur Erzeugung eines elektrischen Auslösebefehls mit einer elektronischen Meß- und Verarbeitungsanordnung für Stromwerte, die in einer Digital-Vergleichsschaltung mit vorbestimmbaren Grenzwerten verglichen den Auslösebefehl abgibt, wobei die Meßanordnung sowohl die zeitlichen Verläufe des Stromes (6, 8) als auch der Spannung (7, 9) des Netzes (1) mißt, dadurch gekennzeichnet, daß zur schnellen Erkennung von Kurzschlüssen eine Anordnung (22) vorgesehen ist, die die zeitlichen Verläufe von Strom (6, 8, i(nT)) und Spannung (7, 9, u(nT)) in den zugehörigen Frequenzbereich (Is(mf)), (Us(mf)) überführt und daß eine Anordnung (8, 9) zur Filterung des gemessenen Stromes und der Spannung vor den folgenden Untersuchungen vorhanden ist, so daß die komplexen Impedanzen (20) und Leistungen (21) außerhalb der netzfrequenten Anteile ermittelt werden.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (22) vorgesehen ist, die eine Identifikationsrechnung durchführt und eine Klassifizierung der elektrischen Parameter des Anlagenteils ausführt.
  3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (10, 11) vorgesehen ist, die den Strom und die Spannung nach der Filterung in digitale Zahlenfolgen umsetzt und die die folgenden Untersuchungen mit digital arbeitenden, elektrischen Funktionsbausteinen ausführt.
  4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (15, 16) vorgesehen ist, die die digitalen Zahlenfolgen in eine zeitliche Folge von Segmenten zerlegt.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (15, 16) vorgesehen ist, die die Zahlenfolgen in eine zeitliche Abfolge von Segmenten mit einer jeweils gleichen Anzahl von Meßwerten zerlegt.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (15, 16) vorgesehen ist, die für das jeweilige Segment eine Normierung auf verschwindenden arithmetischen Mittelwert ausführt.
  7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (15, 16) vorgesehen ist, durch die eine den Meßwerten des Stromes und der Spannung proportionale Skalierung durchgeführt wird.
  8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (17) vorgesehen ist, in der die Kreuzkorrelationsfunktion der gemessenen Spannung und des Stromes gebildet wird.
  9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (22) vorgesehen ist, die das Maximum der Kreuzkorrelationsfunktion sowie dessen zeitliche Lage zur Klassifikation des Anlagenzustandes benutzt.
  10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (18, 19) vorgesehen ist, die die Fouriertransformierten der gemessenen und gefilterten Spannung und des Stromes bildet.
  11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (18, 19) vorgesehen ist, die das konjugiert komplexe Produkt der Fouriertransformierten der Spannung des Stromes für zueinandergehörige Frequenzbereiche bildet.
  12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (21) vorgesehen ist, in der der Betrag und die Phase einzelner Frequenzbereiche des konjugiert komplexen Produktes zur Klassifikation des anlagenzustandes benutzt werden.
  13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (20) vorgesehen ist, in der der komplexe Quotient der Fouriertransformierten der Spannung und des Stromes für die zueinandergehörigen Frequenzbereiche sowie der Betrag und die Phase einzelner Frequenzbereiche des Quotienten gebildet werden.
  14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (14, 22) vorgesehen ist, die abhängig von dem Netz überlagerten höherfrequenten Störspannungen und -ströme des Anlagenteiles die voreingestellten Parameter und Grenzwerte betriebsmäßig selbsttätig nachführt.
  15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (14, 22) vorgesehen ist, die abhängig von Netzzustandsänderungen die voreingestellten Parameter und Grenzwerte selbsttätig nachführt.
  16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere digitale Funktionsbausteine zur parallelen Untersuchung der gemessenen und gefilterten Ströme und Spannungen vorhanden sind.
  17. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung vorgesehen ist, die die einzelnen Segmente sowohl zeitlich überlappend als auch gleichzeitig parallel untersucht.
  18. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung vorgesehen ist, die die zeitliche Abfolge der die einzelnen Segmente charakterisierenden Parameter auswertet.
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